Сварка и наплавка деталей из чугуна и цветных металлов

Сварка чугуна. Сварка чугунных деталей вызывает в ремонтной практике трудности, которые определяются следующими основными причинами: 1) местный нагрев и последующее быстрое охлаждение участка сварки приводят, вследствие жесткой структуры чугуна, к значительным внутренним напряжениям, которые могут вызывать трещины в детали сразу после сварки или в процессе ее эксплуатации; 2) быстрое охлаждение зоны сварного шва и прилегающих к нему слоев металла детали способствует отбеливанию чугуна с повышением его хрупкости и трудности механической обработки; 3) сравнительно низкая температура плавления и трудноулавливаемый переход чугуна из твердого состояния в жидкое (и наоборот) затрудняют процесс получения шва.

На свариваемость чугуна оказывает большое влияние его структура. Хорошо свариваются чугуны с мелкозернистой перлитной структурой, содержащие мелкопластинчатый или глобулярный графит, хуже — чугуны с перлитно-ферритной структурой и вкраплением графита, значительно уже — ферритные чугуны с большим выделением графита.

Существует два принципиально отличающихся способа сварки чугунных конструкций: 1) с предварительным их подогревом — горячая сварка; 2) без подогрева деталей — холодная сварка.

При горячей сварке деталь нагревают в печи или другим способом до температуры 400-700°С И во время сварки поддерживают ее не ниже 500°С. Это обеспечивает выравнивание состава металла в зоне сварки, позволяет избежать сварочных напряжений и трещин и т.д. Лучшие результаты дает ацетиленокислородное пламя с присадочным материалом из чугунных прутков марок ПЧ2 и ПЧЗ. Сварка осуществляется с применением флюса. В качестве флюса используется смесь из 50% переплавленной измельченной технической буры и 50% кальцинированной соды или флюс ФСЧ-1. При заварке трещин в чугунных деталях на кромках трещин выполняют фаски (с углом разделки 70-80°), место сварки подогревают пламенем газовой горелки до 900-950°С, ил него наносят слой флюса и осуществляют сварку латунной проволокой.

Холодная сварка чугуна может также сопровождаться небольшим подогревом (до температуры не выше 400°С). Простота холодной сварки обусловила ее широкое распространение. Холодная сварка производится стальным электродом со специальной обмазкой, медноникелевыми, медножелезными, чугунными электродами, с применением шпилек и т.д.

В качестве стальных электродов используют сварочную проволоку Св-08 или Св-08А, обмазка которых включает 40-50% графита и 50-60% ферросилиция, замешанных на жидком стекле. II качестве комбинированных электродов используются медножелезные (ОЗЧ-2), медноникелевые (МНЧ-2), никелевожелезные (ЦЧ-ЗА), а также никелевые (ПАНЧ-11) сплавы.

Способ с применением стальных шпилек пригоден для восстановления толстостенных чугунных деталей. После разделки кромок на них или вблизи них устанавливают на резьбе шпильки. Диаметр шпилек в зависимости от толщины кромок принимают от 5 до 12 мм, а расстояние между ними — от 4 до 6 мм. После этого дефектный участок наваривают электродом с обмазкой типа УОНИ-13/45. Сварка производится постоянным током с обратной полярностью силой: 120А — при диаметре электрода 3 мм, 150А — при диаметре 4 мм, 220А — при диаметре 5 мм.

Сварка алюминия и его сплавов. Особенности сварки алюминия и его сплавов определяются их свойствами: 1) низкой температурой плавления (ок. 660°С); 2) высокой теплопроводностью; 3) способностью окисляться на воздухе с образованием тугоплавкой пленки, имеющей температуру плавления 2050°С; 4) высокой растворимостью водорода в расплавленном алюминии, что приводит к образованию пор в сварном шве; 5) высоким коэффициентом линейного расширения.

Наиболее трудно свариваются дюралюмины (термически упрочненные сплавы алюминий-магний), относительно хорошо сплавы АМц (алюминий-марганец) и АМг (алюминий-магний).

Алюминий и его сплавы сваривают газовой и дуговой сваркой с помощью металлических и рафитовых электродов со специальной обмазкой или автоматическим способом в инертной среде (в струе аргона) под слоем флюса. Возможна также плазменная, электрошлаковая, контактная парка.